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javascript中的碰撞检测_如何实现游戏与交互需求?

发布时间:2026-01-05

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最可靠方式是用 getBoundingClientRect() 获取视口坐标后比较:a.right > b.left && a.left b.top && a.top

矩形碰撞检测:用 getBoundingClientRect() 最快上手

网页游戏或拖拽交互中,两个元素是否重叠,最常用也最可靠的方式是基于 DOM 矩形边界判断。不要自己算 offsetTop + offsetHeight,浏览器可能有缩放、滚动、transform 影响,getBoundingClientRect() 自动处理这些。

关键点:它返回的是相对于视口的坐标,所以两个元素必须在同一滚动上下文中比较(比如都在 body 内,没被 overflow: hiddentransform 隔离)。

  • 先调用 a.getBoundingClientRect()b.getBoundingClientRect()
  • 检查是否满足:a.right > b.left && a.left b.top && a.top
  • 注意:如果元素被 transform: scale(0.5) 缩小,getBoundingClientRect() 仍返回视觉尺寸,无需额外换算

圆形与矩形碰撞:避免用纯距离公式硬算

当一个角色是圆形(如 里画的球),另一个是 DOM 元素(如障碍物 div),直接套用圆心到矩形中心距离会出错——矩形不是点。正确做法是「找矩形上离圆心最近的点」,再比对距离。

实操建议:

  • getBoundingClientRect() 获取矩形位置
  • 设圆心为 (cx, cy),矩形为 {left, right, top, bottom}
  • 最近点 x 坐标 = Math.max(left, Math.min(cx, right));y 同理
  • 再算该点到 (cx, cy) 的距离平方,和半径平方比较(避免开方)
function circleRectCollision(cx, cy, radius, rect) {
  const nearestX = Math.max(rect.left, Math.min(cx, rect.right));
  const nearestY = Math.max(rect.top, Math.min(cy, rect.bottom));
  const dx = cx - nearestX;
  const dy = cy - nearestY;
  return dx * dx + dy * dy <= radius * radius;
}

Canvas 中像素级碰撞:别一上来就用 getImageData()

需要精确到非透明像素(比如不规则精灵图),才考虑像素检测。但 getImageData() 在大区域下极慢,且跨域图片会触发安全错误。

更实用的路径:

  • 先用包围盒(AABB)快速剔除明显不相交的情况
  • 仅当包围盒重叠时,再取两图重叠区域的 getImageData()
  • 遍历该区域像素,检查双方 alpha 值是否都 > 0(注意 canvas 默认是 premultiplied alpha,读出来是已乘过的值)
  • 若用 WebGL,可用 offscreen render target + readPixels,但复杂度陡增,一般小项目不值得

性能陷阱:频繁调用碰撞检测时的常见卡点

每帧都对 100 个对象两两检测?O(n²) 会立刻卡死。实际项目中必须降频或剪枝。

  • 用空间分区:把屏幕划成网格,只检测同一格或邻格内的对象(Grid-based broad phase
  • 避免在 requestAnimationFrame 里反复调用 getBoundingClientRect() —— 浏览器可能强制同步布局,加个 const rect = el.getBoundingClientRect() 缓存一次就够了
  • DOM 元素带 will-change: transform 或在 transform 层中时,getBoundingClientRect() 可能返回旧值,需配合 getComputedStyle(el).transform 手动叠加

真正难的不是写对一个 if 判断,而是让几十个对象持续碰撞还不掉帧——边界处理、缓存策略、提前退出,这些细节比算法本身更容易被忽略。

标签:# javascript  # java  # 浏览器  # overflow  # canva  
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